무리수와 초월수

수학노트
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개요

  • 복소수 중에서 어떠한 유리수 계수방정식도 만족시킬 수 없는 수를 초월수라 함
    • 유리수 계수방정식은 적당한 정수를 곱하여 다음과 같은 형태의 정수계수방정식으로 표현할 수도 있음.\[a_n x^n + a_{n-1} x^{n-1} + a_{n-2} x^{n-2} + \cdots + a_1 x + a_0 = 0, a_i \in \mathbb{Z}\]
    • 복소수 중에서 어떠한 정수계수방정식도 만족시킬 수 없는 수를 초월수라 해도 무방
  • 대수적수론 에 비해 훨씬 어렵고, 체계적인 이론이 확립되어 있지 않음.
  • 보통 주기 (period)나 regulator로 얻어지는 수가 초월수인지에 관심을 가짐



무리수의 예

$$ \frac{\zeta(3)}{\pi^3} \stackrel{?}{\in}\mathbb{Q} $$

초월수의 예

일차독립과 대수적독립

린데만-바이어슈트라스 정리

  • 린데만-바이어슈트라스 정리 대수적 수 \(\alpha_1,\cdots,\alpha_n\) 가 유리수체 위에서 선형독립이면, \(e^{\alpha_1},\cdots,e^{\alpha_n}\) 는 유리수체 위에서 대수적으로 독립이다. 즉, 유리수체의 확장체 \(\mathbb{Q}(e^{\alpha_1},\cdots,e^{\alpha_n})\)의 transcendence degree가 n이다.



겔폰드-슈나이더 정리

  • 겔폰드-슈나이더, 1934
  • \(\alpha \ne 0\),\(\alpha \ne 1\),\(\beta\notin \mathbb{Q}\) 인 복소수 \(\alpha\)와 \(\beta\) 가 대수적수이면, \(\alpha^{\beta} =e^{\beta \log \alpha}\) 는 초월수이다.
  • 겔폰드-슈나이더 정리 항목 참조



베이커의 정리



메모


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관련논문

  • Das, Tushar, and David Simmons. “A Proof of the Matrix Version of Baker’s Conjecture in Diophantine Approximation.” arXiv:1510.09195 [math], October 30, 2015. http://arxiv.org/abs/1510.09195.
  • Buium, Alexandru. “Transcendental Numbers as Solutions to Arithmetic Differential Equations.” arXiv:1408.6188 [math], August 26, 2014. http://arxiv.org/abs/1408.6188.
  • Tretkoff, Paula. 2014. “Transcendence and CM on Borcea-Voisin Towers of Calabi-Yau Manifolds.” arXiv:1407.2611 [math], July. http://arxiv.org/abs/1407.2611.
  • Tretkoff, Paula, and Marvin D. Tretkoff. 2013. “A Transcendence Criterion for CM on Some Families of Calabi–Yau Manifolds.” In From Fourier Analysis and Number Theory to Radon Transforms and Geometry, edited by Hershel M. Farkas, Robert C. Gunning, Marvin I. Knopp, and B. A. Taylor, 475–90. Developments in Mathematics 28. Springer New York. http://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-4614-4075-8_23.

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